تُعتبر زيادة طول جناحي الطائرة A350-900 إحدى الأسباب التي تجعلها تستطيع الطيران من نيويورك إلى سنغافورة – أطول رحلة في العالم – باستخدام محركين فقط. عامل آخر حاسم هو أنه، على مدار الثلاثين عاماً الماضية، أصبحت محركات الطائرات أكثر كفاءة بشكل كبير، على الرغم من أن تكنولوجيا التوربين الأساسية لا تزال كما هي.
تشمل التحسينات تقدمًا في تصنيع شفرات المحرك الأخف وزنًا المصنوعة من مركب ألياف الكربون، والتي تكون ضعف القوة وأخف بكثير من شفرات التيتانيوم؛ أنظمة تبريد متطورة؛ وبرامج تحكم معقدة تراقب البيانات الدقيقة أثناء الرحلة مثل ضغط الهواء، ودرجة الحرارة، وسرعة الهواء، والمزيد. كما تم تحسين الموقع الأمثل للمحركات على الجناح.
“إذا نظرت إلى الطائرة 747، التي تحتوي على 4 محركات – يمكنك الآن توفير نفس مقدار الدفع باستخدام محركين يحرقان 20% إلى 30% أقل من الوقود مقارنةً بتلك المحركات التي أُنتِجَت قبل 20 إلى 30 عامًا”، يقول كاري جرانت، أستاذ مساعد في علوم الطيران في جامعة إمبري ريدل للطيران في بريسكت، أريزونا.
يكمن الاختلاف في كيفية استخدام المحركات لتيار الهواء. تستخدم المحركات النفاثة في الطائرات القديمة كل الهواء الوارد عبر قلب المحرك وغرف الاحتراق، مما يولد الدفع من خلال طرد غازات العادم للخلف بسرعات عالية. كانت هذه العملية تتطلب المزيد من الطاقة وكانت صاخبة جدًا مقارنةً بالمحركات الأحدث.
تستخدم الطائرات الحديثة بعيدة المدى ما يسمى بالمحركات عالية التمرير، والتي تستخدم نظامًا يسمح بتدفق كمية كبيرة من الهواء حول قلب المحرك. يتم توليد الدفع بشكل أساسي من المروحة الكبيرة في مقدمة المحرك – الجزء الذي يمكن رؤيته عند النظر مباشرة إليه – بدلاً من العادم الذي يخرج من الخلف. لقد حسَّنَ هذا التصميم من كفاءة المحرك بشكل كبير حيث زادت نسبة الهواء المار.
تنتج المحركات الجديدة كمية هائلة من القوة. محرك جنرال إلكتريك عالي التمرير، GEnx، الذي يُشغِّل طائرة دريملاينر، عريض تقريبًا مثل جسم طائرة بوينغ 737. وفقًا لموقع جنرال إلكتريك، يتمتع المحرك بنسبة تمرير 10:1، مما يعني أن 10 أضعاف كمية الهواء تمر حول الجزء الخارجي من المحرك بدلاً من المرور عبر قلب المحرك للاحتراق.
ساعد تصميم بمساعدة الكمبيوتر أيضًا في جعل الشفرات أكثر كفاءة وقوة، مما يسمح لها بالدوران بسرعة تتراوح بين 30,000 إلى 40,000 دورة في الدقيقة. “يجب أن تكون لديك هياكل قادرة على تحمل هذا النوع من الضغط الدوراني والتواء”، يقول جرانت. تسمح المواد الخزفية المستخدمة في قلب المحرك بارتفاع درجات الحرارة الداخلية التشغيلية مقارنةً بمعادن السبائك التي تعتمد على النيكل، والتي تُستخدم حاليًا في معظم المحركات.
لقد أسهم استخدام المواد المركبة خفيفة الوزن، ولا سيما ألياف الكربون، في أجنحة الطائرات وجسمها بشكل كبير في تقليل الوزن الكلي للطائرة. كلما قل وزن الطائرة، قلَّت الطاقة المطلوبة لتشغيلها.
تصاميم هذه الطائرات بشكل عام أكثر انسيابية أيضاً. الأجنحة في كل من طراز A350 وطراز دريملاينر أرق من الأجيال السابقة، وتصميمات جسم الطائرة، ولا سيما أنف دريملاينر الشبيه بدلفين، بشكل عام تخلق مقاومة هواء أقل.
في قمرة القيادة، تُبسط التقنيات الجديدة من تحكمات الطيار وحل المشكلات من خلال أنظمة استجابة متقدمة، مما يساعد على تقليل عبء العمل على الطيار وزيادة الأداء. تسمح طائرات الرحلات الطويلة الحديثة بالطيران شبه الذاتية – في الواقع، التكنولوجيا موجودة بالفعل للرحلات الذاتية الكاملة، حتى لطائرات الركاب الكبيرة.
حتى تجربة الركاب قد تحسنت، على الرغم من أن سرعة هذه التكنولوجيا قد لا تكون قد واكبت سرعة الطائرة نفسها. أكبر فرق بين طائرات الركاب التجارية اليوم والأجيال السابقة هو القدرة على التحكم في ضغط المقصورة، والرطوبة، وتدوير الهواء. “[عندما] قامت بوينغ بإنتاج الطائرة 787، كانت قادرة على الحفاظ على أجواء رطبة”، يقول جرانت. “فقط هذا وحده يُعتبر تحسينًا كبيرًا للناس – كما تعلم، بعد رحلة مدتها 9 أو 10 ساعات، كانت تشعر وكأن لديك حبوب كورن فليكس في أنفك.”
التحسين الكبير الآخر في الرحلات الطويلة، وفقًا لجرانت؟ واي فاي شركات الطيران اليوم جيد فعلاً.
نسخة من هذه القصة ظهرت في الأصل على WIRED.